水栖动物如何实现水下导航?

  新浪科技讯 北京时间6月16日消息,许多海洋生物,例如:海龟、鲨鱼、鲑鱼,它们利用地球磁场至它们想要抵达的区域,甚至会跨越数千公里。

  地球表面71%是水,现在你想象自己是一条鲨鱼、一只乌龟或者其他水栖生物,在广阔的海洋中畅游,你是如何横跨数千公里在地球巨大水池中航行的呢?毕竟没有任何路标或者地图对这些生物进行提示,事实上,它们是在地球磁场相协调的体内指南针的帮助下找到路线。

  地球磁场

  地核能产生磁场,在地核内部,放射性衰变和化学反应产生巨大的热量,同时形成一个强大的磁场。此外,在磁场存在的情况下,地核中的铁也会产生自己的电流,这种电流能产生磁场,形成一个无止境的循环。

  就像其他磁铁一样,地球磁场有两个极:南极指向地球地理北极,北极指向地理南极。多年以来,科学家们一直在思考海洋生物是如何知道去哪里,以及如何继续它们的旅程,例如:沙滩上刚孵化的海龟从来未进入海洋,尽管如此,它们却知道如何到达繁殖地和交配区域,在那里它们可以找到自己的同伴,研究表明,海龟利用地球磁场进行导航。

地球的磁场示意图地球的磁场示意图

  磁受效应

  1957年,德国法兰克福动物研究所研究员汉斯·弗洛姆注意到,他放在办公室鸟笼中的知更鸟变得焦躁不安,不停地向笼子西南方向撞击,这种行为持续到知更鸟的迁徙季节,众所周知,知更鸟会向西南方向迁徙到西班牙过冬。

  令人着迷的是,这些关在笼子中的鸟儿从未进入野生环境,它们既没有看到其他自由飞行的知更鸟向西南方向飞行,也没有使用其他导航工具,例如:太阳或者其他恒星,那么,是什么引导它们脱离困境?弗洛姆认为,这可能是地球磁场。

  目前科学家发现了鸟类利用地球磁场进行导航的确凿证据,那么如果海洋生物也这样做呢?

  像海龟一样,鲑鱼、鲸和鲨鱼等海洋生物大脑中也有类似内置指南针的组织,它们可以感知地球磁场并利用它进行导航,它们的工作原理就像我们使用的罗盘,依据地球磁场指向北方。

  动物的这种特殊能力被称为“磁受效应”,它与身体内置指南针机制结合在一起,通过指向地球磁北来告诉动物哪里是南方向。

  导航问题

  令科学家感到困惑的一个观察结果是,地球磁场正在“失灵”,地核内的熔融铁正以不同方向旋转,导致地磁两极翻转,基本上是南北磁极逆转。人们不必为此担忧,这很正常,每隔几百年或者几千年就会发生一次,但此次发生的周期更短暂,我们不知道具体什么时候会发生。

  最重要的是,由于日冕物质抛射影响(太阳等离子体爆发产生磁场活动),地球磁场强度正在逐渐减弱。磁场的这些不稳定变化会破坏所有动物的导航能力,它们的方向感可能会被打乱,它们可能会更难找出正确的迁徙路径。

  这可能是鲸鱼越来越迷路,并最终搁浅海滩的原因之一吗?

  结论

  生物学家仍在试图弄清楚动物如何能理解这些磁场信息,但我们所知道的是,许多海洋生物从出生时就能读懂磁场信息,而且不需要任何方式就能传授给后代。

  与此同时,科学家也在试图弄清楚为什么地球磁场如此怪异,动物的导航能力不仅会稍微差一些,我们人类也一样!人造卫星会受到地球磁场的干扰,这将影响我们的船只、飞机,以及我们智能手机中的任何导航地图程序。可以肯定的是,我们都高度依赖地球拥有一个稳定的磁场。(叶倾城)

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